前言

随着建筑科学技术的进步，高抛免振捣自密实混凝土也在建筑行业的发展需要下应运而生。与以往的混凝土技术借助外界振捣技术来达到混凝土特定性能要求不同，高抛免振捣自密实混凝土技术是依靠混凝土自身的优异材料性能来达到材料设计性能。由于高抛免振自密实混凝土具有的优越性能，有效解决了高层建筑桩基础混凝土的施工困难，并有效避免出现因无法振捣或振捣不足而造成混凝土空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷，同时加快了施工进度，保证和提高了高层建筑基础工程的施工质量。高抛免振自密实混凝土不离析、不泌水，且具有很高的流动性，能够不经振捣或稍加振捣即自动流平密实并充满模板和包裹钢筋，被现代建筑尤其是高层建筑广泛采用^[1]。本文旨在高抛免振捣混凝土的重要特征是必须从高处抛落，使混凝土利用其自身重量由高处抛落时产生的动能来实现自密性,同时优选外加剂、胶凝材料和粗细骨料，分析配合比，明确性能指标，以使混凝土拌和物屈服剪应力减少到适宜范围，保持足够的塑性粘度，使骨料悬于水泥浆中，在不离析、不泌水的前提下实现自流密实，充分填充构件内的空间，形成密实且均匀的高抛免振自密实高性能混凝土，为高层建筑桩基础施工创造良好的技术基础。

1高抛免振捣混凝土的概述

高抛免振捣混凝土的工艺原理是采用科学合理的配合比，使混凝土拌和物具有很高的流动性，在高空抛落中不离析、不泌水，不经振捣或少振捣利用浇筑过程中在高处下抛时产生的动能达到自密实的要求。高抛免振捣混凝土施工一般适用于管径大于350mm，高度不小于4m混凝土桩[2]。高抛免振捣混凝土的重要特征是必须从高处抛落，使混凝土利用其自身重量由高处抛落时产生的动能来实现自流平并充满桩身。地基基础工程施工应采用经质量检验合格的材料、构件和设备，根据设计文件、施工规范要求和项目实际情况需要制定施工方案，并进行工程施工质量控制和工程检测。工程监测应确保数据的完整性、真实性和可靠性。

2高抛免振自密实混凝土灌注桩在工程建设中的实例分析

2.1工程概况

本工程桩总数为422根，桩基采用钻孔（扩底）灌注桩，桩身混凝土强度等级C35，桩径800mm，扩底端1200mm，桩顶伸入筏板100mm。桩基环境类别为二b类，纵向主筋混凝土保护层厚度为50mm。有效桩长不小干33m，桩端持力层位于第9层卵石层，桩尖进入持力层不得小于1米，单桩竖向承载力特征值不小干3300KN。本工程桩基工程采用高抛免振自密实混凝土进行浇筑。本工程主楼内混凝土灌注桩，设计桩径600—800mm，单桩竖向抗压承载力特征值≥4000KN（负摩阻力标准值1450KN），桩端持力层位于第9层卵石层，桩尖进入持力层不得小于1米，有效桩长不小于38m，施工桩顶标高宜高出设计桩顶不小于0.5m，桩身采用C30混凝土，采用旋挖钻孔成桩。具体施工工艺流程如图1所示。

图1高抛免振自密实混凝土灌注桩施工工艺流程图

2.2混凝土配合比

1）高抛免振捣混凝土的配合比应满足拌合物施工性能的要求。因此，与相同强度等级的普通混凝土相比，它具有较大的浆骨比，砂率较大，细掺料用量多。为了保证耐水性，水胶比一般不宜大于0.4。采用如下配合比设计。

表1配合比表

2.3桩位放线

场地平整后，首先由建设单位提供与拟建建筑物轴线有相对关系的坐标点或轴线尺寸等，再由施工单位根据建设单位提供的坐标点或轴线直接测放到施工现场确定试桩位置。

由建设单位提供本工程所用的±0.000标高依据，施工前由施工单位引测至现场进行控制，现场内控制点做成半永久性，并做好标记。

在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料和桩基平面布置图，测定桩位中心点和高程基准点。确定好桩位中心，埋设桩位中心点标识。当桩中心距小于3倍桩径且桩端净距小于1.0m（D＞2.0米）或桩心距小于1.5D（D＜2.0）米时，应采用间隔开挖成孔及桩身浇筑混凝土。桩位线定好之后，必须先试挖桩，待试挖桩成功后经有关部门进行复查，办好预检手续后再进行全面开挖工程桩。施工时相邻两桩净距小于2.5米时应采用间隔开挖，相邻桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5米[3]。待先批桩开挖完毕且混凝土浇筑完毕后方可再开挖另一批桩，以避免桩孔出现塌孔现象，确保施工安全。

2.4成孔作业

（1）钻机就位。钻机就位后，对机架进行平整校正，做到垂直钻孔，且桩位偏差应小于20mm，严格控制灌注桩成孔垂直度不大于桩长的1%。

（2）成孔。桩位放样完后，成孔设备根据施工顺序就位。钻机移动时，应避免破坏桩位中心标识，就位时，应确认钻机平稳、牢固。经反复核准无误后方可开钻。钻机钻头斗对准桩位后，开始挖孔直至孔钻斗打满。先提起钻头斗并进行卸土，然后放入钻头旋挖桩孔，挖进过程中应控制好挖进速度。同时需要严格控制垂直度，在钻机自身垂直度控制基础上增加垂直度复核检查，确保桩孔的垂直度。若旋挖钻进过程中出现钻杆倾斜度大于1%时，应提起钻头斗重新调整好钻杆垂直度后重新钻进^[4]。最后，提起钻头斗，将挖起来的土卸到指定位置，已卸的土堆由铲车及时运走（距离孔口不得小于6m），避免堆载过大影响桩孔质量。

（3）开挖扩底部分。挖扩底桩要先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，旋挖钻钻头更换为扩底钻头进行桩底扩底，自上而下削土扩充成设计图纸的要求，旋挖钻钻头更换为开挖斗，清理扩底土石方。

（4）检查验收成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直、虚土厚度进行全面测定，做好施工记录，清理孔底保证孔底无积水。具体检查标准可以参考表2。

表2桩孔桩检查标准

2.5钢筋笼制作

钢筋笼的制作应确保钢筋笼制作长度符合设计要求的有效桩长深度，保证桩端进入持力层深度。扩大头成孔尺寸需严格按照设计要求进行。

2.6浇筑桩身砼

灌注桩混凝土使用商品混凝土，混凝土拌制需提前按照高抛混凝土配合比进行生产，确保原材料符合质量要求，水平运输采用混凝土罐车从拌和站运至现场各桩位处直接入仓进行灌注。根据需用的混凝土量与商品混凝土站及时联系，确保混凝土的连续供应，以便连续施工。混凝土灌注前应对钢筋笼位置、标高，混凝土原材料储备量、现场道路、灌注设备等情况进行再次检查，确保各项工作准备就绪后方可开始灌注。桩身混凝土采用C35，每个作业队灌注前应进行详细的现场技术交底和安全技术交底。混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；混凝土塌落度宜为180—220mm。在混凝土浇筑前，提交混凝土配合比试验报告及商混原材料合格的检验报告经监理工程师批准后方可使用。

浇筑时桩身不得有杂物和积水，先浇筑100-200mm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳。首批混凝土灌注方量的数量应能满足导管初次埋置深度的需要，混凝土灌注过程中，当孔内混凝土面接近钢筋笼的底端时，要防止钢筋笼上浮。泵管出料口需伸入桩身，利用混凝土下落产生的动能来达到混凝土的自密实。当抛落的高度不足4m时，可以用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。振捣棒垂直插入混凝土内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层混凝土中5～10cm。振捣棒插点按梅花形均匀布置，逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间不少于60s。振捣至混凝土表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。当最后一节浇筑完毕后，应喷涂砼养护液，用木工板将桩口封住，待桩身混凝土强度达到要求后，通知相关检测人员到场，保证高抛免振捣混凝土的施工质量。浇筑过程中，必须由专人对混凝土的质量进行监控，及时作好塌落度检测，对有和易性、塌落度不达标等现象的混凝土坚决不准使用。每台班混凝土取样不少于2组。当灌注混凝土面接近设计标高时，要注意混凝土面使其符合设计要求，每次拆下的导管应及时冲洗干净。当灌注完后必须及时冲洗漏斗、储浆斗及其他专用工具。灌注工作必须连续进行，尽可能压缩上料运输吊斗、提管、拆管时间，严禁中途停工，灌注混凝土之前应测量混凝土塌落度。且混凝土灌注充盈系数大于1.1。

混凝土灌注完成后对桩头混凝土进行充分振捣避免空心桩。混凝土连续施工，不许间断，灌注过程须详细记录。每浇筑50m³留置1组（每组3块）试块（边长为100mm的立方体），标准养护。在灌注将近结束时，核对混凝土的灌入数量，核对混凝土充盈系数，确定所测混凝土的灌注高度是否正确。按设计要求桩顶处标高要高出设计标高0.5m。灌注结束后，各岗位人员必须按职责要求整理、清洗导管及工器具。

2.7桩基检测

在本次施工中共采用三种方法来进行混凝土灌注桩的检测：

（1）取样法。每次取样应至少留置一组标准养护试件，按规范要求留置同条件养护试件。每次宜一同制作最少两组（6个试模）其中一组是标养试块。试件抹刀抹平后，标养试模要用塑料布捆好包装尽量严密，防止水分丢失。有条件的工地标养试块要尽快移入温度20℃；正负0.5℃的房间养护。24小时左右当试块凝化可以脱模时要尽快脱模送入标准养护室养护。同条件养护的试块要与代表构件同条件、同环境养护，拆模时间与代表构件拆模板一同进行。中间要注意与构件一同加水、覆盖养护。

（2）桩身混凝土的质量标准和检验方法。一般情况下，按数量的25%抽查，但不少于3根。单桩承载力（单桩竖向抗压静载试验）：根据本工程试桩5根单桩竖向抗压静载试验，满足设计图纸要求。

（3）超声波检测法。对混凝土是否密实，可用超声波进行逐个检查。测试频率选择在40-100KHZ范围内。桩身完整性检测（低应变法）.本工程试桩总桩数为422根，共计检测170根。其中I类桩（完整桩）167根；Ⅱ类桩（基本完整桩）3根；Ⅲ类桩（缺陷桩）0根；Ⅳ类桩（严重缺陷桩）0根。根据设计图纸要求对工程桩进行检测均符合设计图纸和规范要求。

3高抛免振自密实混凝土灌注桩施工效益分析

本工法规范了作业程序，施工应用简单，操作性强，施工质量容易得到保证。采用高抛免振捣混凝土后加快了施工速度、减小劳动强度、保证了工程质量，降低了施工成本，取得了良好的经济效益。本工程工程桩422根已施工完成；浇筑强度等级为C35的高抛免振捣混凝土，共浇筑总方量7214.19m³。共节约成本12.77万元，具体如表3所示。

表3经济社会效益分析表

结语

综上所述，高抛免振自密实混凝土灌注桩在工程建设中的应用具有广泛的前景。它不仅提高了施工效率和质量，还降低了施工成本和环境污染。因此，在工程建设中应该加强对高抛免振自密实混凝土灌注桩的研究和应用，以推动建筑行业的可持续发展。同时，还需要结合不断发展的工程要求和标准，积极进行相关工艺技术的创新和改进，不断提高施工技术水平和施工质量。

参考文献

[1]苏清艺.钢管柱高抛自密实混凝土灌注的质量控制[J].江西建材,2022,(05):224-225+230.

[2]郝为峰.钢管柱高抛自密实混凝土灌注的质量控制[J].建设监理,2020,(04):75-77.

[3]石磊.影响自密实混凝土灌注质量因素及缺陷应对[J].中国新技术新产品,2017,(03):86-87.

[4]高恒阳.自密实混凝土灌注工程施工质量控制的方法[J].河南水利与南水北调,2015,(18):29-30.